(57)【要約】【課題】製造歩留りと光学特性に優れ、軽量で、薄型・小型の光学デバイス装置および光学デバイスモジュールを提供する。【解決手段】受発光領域と周辺回路領域と電極領域とを備える光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）と、受発光領域が光学素子より大きく、一方の面にこの光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）の電極に接続するための突起電極、実装基板への接続用の外部接続用電極および突起電極と外部接続用電極との間を接続する導体配線を有する透明部材と、光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）と透明部材との間に設けられた透明接着剤とを備え、光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）の受発光領域が形成された面と透明部材の一方の面とを対向させて透明接着剤により光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）の電極と透明部材の突起電極とを電気的に接続するとともに素子と透明部材とを接着した構成からなる。【選択図】図１
2007299929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光領域または発光領域と電極とが光学機能面に設けられた光学素子と、
前記光学機能面よりも広い接着面を有しており、前記光学素子に電気的に接続する突起電極、外部接続用電極および該突起電極と該外部接続用電極とを接続する導体配線を前記接着面に有している透明部材と、
前記光学素子と前記透明部材との間に設けられ、該光学素子と該透明部材とを接着している透明接着剤と
を備え、
前記光学素子の前記光学機能面と、前記透明部材の前記接着面とは対向しており、
前記電極と前記突起電極とが電気的に接続されているとともに前記透明接着剤によって電気的な接続が保持されている、光学デバイス装置。
【請求項２】
前記光学素子は、半導体撮像素子であり、
前記半導体撮像素子は、周辺回路領域と、前記電極が配置された電極領域と、前記受光領域である撮像領域とを有する、請求項１に記載の光学デバイス装置。
【請求項３】
前記透明部材の前記接着面には、前記光学素子の外周に面している部分を囲む環状溝が形成されており、
前記導体配線は、前記環状溝を横断して形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学デバイス装置。
【請求項４】
前記環状溝は、開口部より底部の方が幅が狭く、該開口部と該底部とは傾斜状の側壁または階段状の側壁により繋がれている、請求項３に記載の光学デバイス装置。
【請求項５】
前記透明部材の前記接着面には、前記光学素子の外周に面している部分を囲む環状溝が形成されており、
前記環状溝には遮光性材料が充填されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学デバイス装置。
【請求項６】
前記環状溝は、開口部より底部の方が幅が狭く、該開口部と該底部とは傾斜状の側壁または階段状の側壁により繋がれている、請求項５に記載の光学デバイス装置。
【請求項７】
前記透明部材の前記接着面には、前記導体配線の形状に相似且つより大きな形状の開口を有する溝が設けられており、
前記導体配線は、前記溝中に埋設して形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の光学デバイス装置。
【請求項８】
前記透明部材の前記接着面とは反対側の面上に、レンズホルダーにレンズが取り付けられたレンズモジュールをさらに有し、
前記レンズの光軸は、前記光学素子の前受光領域または発光領域の光軸と実質的に一致していることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１つに記載の光学デバイス装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか一つに記載の光学デバイス装置と、
第１の基材を有しており、前記光学デバイス装置を実装する第１の実装基板と
を備え、
前記第１の基材には、前記光学素子より大きな形状で、かつ深さが前記光学素子の厚みより大きい凹部と、前記凹部の周囲に配置された第１の基板端子と、該第１の基板端子と外部の回路とを電気的に接続する第１の基板配線とが一つの面に設けられており、
前記凹部には前記光学素子の少なくとも一部が納められており、
前記第１の基板端子は、前記外部接続用電極に対向する位置に配置されているとともに該外部接続用電極と接合されていることを特徴とする光学デバイスモジュール。
【請求項１０】
受光領域または発光領域と電極とが光学機能面に設けられた光学素子と、
前記光学機能面よりも広い接着面を有しており、前記光学素子に電気的に接続する突起電極、外部接続用電極および該突起電極と該外部接続用電極とを接続する導体配線を前記接着面に有している透明部材と、
前記光学素子と前記透明部材との間に設けられ、該光学素子と該透明部材とを接着している透明接着剤と
を備え、
前記透明部材は、透明基材の一方の面に前記突起電極と外部接続用電極と配線導体とが、他方の面に前記外部接続用電極に対して前記透明基材を貫通して設けられた貫通電極によって電気的に接続されている裏面電極が設けられてなっており、
前記光学素子の前記光学機能面と、前記透明部材の前記接着面とは対向しており、
前記電極と前記突起電極とが電気的に接続されているとともに前記透明接着剤によって電気的な接続が保持されている、光学デバイス装置。
【請求項１１】
前記光学素子は、半導体撮像素子であり、
前記半導体撮像素子は、周辺回路領域と、前記電極が配置された電極領域と、前記受光領域である撮像領域とを有する、請求項１０に記載の光学デバイス装置。
【請求項１２】
前記透明部材の前記接着面には、前記光学素子の外周に面している部分を囲む環状溝が形成されており、
前記導体配線は、前記環状溝を横断して形成されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の光学デバイス装置。
【請求項１３】
前記環状溝は、開口部より底部の方が幅が狭く、該開口部と該底部とは傾斜状の側壁または階段状の側壁により繋がれている、請求項１２に記載の光学デバイス装置。
【請求項１４】
前記透明部材の前記接着面には、前記光学素子の外周に面している部分を囲む環状溝が形成されており、
前記環状溝には遮光性材料が充填されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の光学デバイス装置。
【請求項１５】
前記環状溝は、開口部より底部の方が幅が狭く、該開口部と該底部とは傾斜状の側壁または階段状の側壁により繋がれている、請求項１４に記載の光学デバイス装置。
【請求項１６】
前記透明部材の前記接着面には、前記導体配線の形状に相似且つより大きな形状の開口を有する溝が設けられており、
前記導体配線は、前記溝中に埋設して形成されていることを特徴とする請求項１０から１５のいずれか一つに記載の光学デバイス装置。
【請求項１７】
請求項１０から請求項１６までのいずれか１項に記載の光学デバイス装置と、
第１の基材を有しており、前記光学デバイス装置を実装する第１の実装基板と、
第２の基材を有しており、前記光学デバイス装置を介して前記第１の実装基板に対向して配置された第２の実装基板と
を備え、
前記第１の基材には、前記光学素子より大きな形状で、かつ深さが前記光学素子の厚みより大きい凹部と、前記凹部の周囲に配置された第１の基板端子と、該第１の基板端子と外部の回路とを電気的に接続する第１の基板配線とが一つの面に設けられており、
前記凹部には前記光学素子の少なくとも一部が納められており、
前記第１の基板端子は、前記外部接続用電極に対向する位置に配置されているとともに該外部接続用電極と接合されており、
前記第２の基材には、前記光学素子の前記受光領域または発光領域以上の大きさに開口している貫通開口と、前記貫通開口の周囲に設けられた第２の基板端子と、該第２の基板端子と外部の回路とを電気的に接続する第２の基板配線とが設けられ、
前記貫通開口の外縁は、前記光学素子において前記受光領域又は発光領域の外周あるいはその外側に対応する位置に置かれており、
前記第２の基板端子は、前記裏面電極に対向する位置に配置されているとともに該裏面電極と接合されていることを特徴とする光学デバイスモジュール。
【請求項１８】
前記第２の実装基板の前記第２の基材がフレキシブルな材料からなっていることを特徴とするから請求項１７に記載の光学デバイスモジュール。
【請求項１９】
前記光学素子は、ＬＥＤである、請求項１０から１８のいずれか一つに記載の光学デバイスモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子、特にＬＥＤや半導体撮像素子をフリップチップ方式で実装した光学デバイス装置を実装基板に搭載した光学デバイスモジュールの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、透明部材を直接貼り付けた構成の光学素子、特にＬＥＤ装置や半導体撮像装置は、有効発光領域または撮像領域の周囲に複数の突起電極が形成された光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）と、配線パターンが形成された光学ガラス板とから構成されている。そして、光学ガラス板の配線パターン形成面の中央に、半導体撮像素子の有効撮像領域を除く周辺領域が接合材料を介して接合されるとともに、配線パターンの一端が突起電極に電気的に接続されている。なお、配線パターンの他端側は外部接続用電極としている。上記接合材料には遮光のために黒色顔料が配合された材料を使用する構成や異方性導電材料を使用する構成、または半硬化状の接合材料を使用する構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、透明部材を直接貼り付ける構成の他の光学デバイスモジュールも示されている。この光学デバイスモジュールの半導体撮像装置は、光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）と、光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）の主面と対向配置される光学ガラスと、光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）と光学ガラス間に介在させ、光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）の電極と光学ガラスに設けられた電極配線部とを電気的に接続する導電部材と、光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）と光学ガラス間で光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）の主面を覆うように設けられた透光性部材とで構成されている。そして、このような光学デバイス装置の光学ガラスに設けられた他端の電極配線部が、片側の面に形成された配線層と、半導体撮像素子を収容し得る中央の貫通開口と、貫通開口周囲の配線層端の電極配線部とで構成される配線基板一端の電極配線部に電気的に接続されてモジュールが構成されている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−１７９８６号公報
【特許文献２】特開昭６３−２４２０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の光学デバイス装置の構成においては、光学ガラス板の配線パターンの一端と光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）上の電極をフリップチップ方式で接合するための突起電極が、光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）上の電極のみに形成されている。そのために、例えば電解メッキまたは無電解メッキで光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）上の電極に突起電極を形成する場合、電極間ショート等のメッキの異常やメッキの変形等による不良あるいはアルミニウムと突起電極界面の接合強度不良等が生じやすい。
【０００５】
このため、光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）の歩留り低下や、光学ガラス板の配線パターンの一端と光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）上の突起電極とを接続する際に、光学ガラス板と光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）間の隙間を接合材料で光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）の受発光面を除く領域を封止接着する構成の場合には接合材料が受発光面へはみ出すことが多く、歩留りが低下しやすい。
【０００６】
また、従来の他の光学デバイスモジュールの構成では、光学デバイス装置が接続される配線基板に貫通開口が形成されている。この配線基板に光学デバイス装置を接続した場合、配線基板の裏面に配線を設けることが出来ず、光学デバイスモジュールの高密度化を妨げる。さらに、配線基板に光学デバイス装置を接合したままでは貫通開口背面から光が入射し光学特性を損ねるために、配線基板の背面から貫通開口内部を遮光性樹脂で充填する構成としているが、製造工程が煩雑で、部品点数も多くなり低コスト化を妨げるという課題を有する。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するもので、製造歩留りと光学特性に優れ、軽量で、薄型・小型の光学デバイス装置および光学デバイスモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記従来の課題を解決するために、本発明の光学デバイス装置は、受光領域または発光領域と電極とが光学機能面に設けられた光学素子と、前記光学機能面よりも広い接着面を有しており、前記光学素子に電気的に接続する突起電極、外部接続用電極および該突起電極と該外部接続用電極とを接続する導体配線を前記接着面に有している透明部材と、前記光学素子と前記透明部材との間に設けられ、該光学素子と該透明部材とを接着している透明接着剤とを備え、前記光学素子の前記光学機能面と、前記透明部材の前記接着面とは対向しており、前記電極と前記突起電極とが電気的に接続されているとともに前記透明接着剤によって電気的な接続が保持されている構成からなる。
【０００９】
この構成とすることにより、透明部材と光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）を接合する突起電極が透明部材側の配線上に設けられるので、光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）に突起電極を形成する工程が不要となる。この結果、光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）は突起電極の形成のためのメッキ液に浸漬されることがなく、重金属汚染やメッキ後の洗浄不足等による電気特性変動やボンディングパッド部の腐食等による歩留りおよび品質の低下を防止できる。さらに、透明部材と光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）を接合する接合部材（透明接着剤）が光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）の撮像領域全面に設けられるので、受発光領域内への接合部材の流れ込み量の制御が不要になる。この結果、高歩留り、かつ高品質で、しかも軽量で、薄型・小型の光学デバイス装置を実現できる。
【００１０】
また、前記透明部材の前記接着面には、前記光学素子の外周に面している部分を囲む環状溝が形成されており、前記導体配線は、前記環状溝を横断して形成されていてもよい。あるいは、前記透明部材の前記接着面には、前記光学素子の外周に面している部分を囲む環状溝が形成されており、前記環状溝には遮光性材料が充填された構成としてもよい。また、前記環状溝は、開口部より底部の方が幅が狭く、該開口部と該底部とは傾斜状の側壁または階段状の側壁により繋がれている構成としてもよい。
【００１１】
このような構成とすることにより、接合された透明部材と光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）の隙間に充填される透明接着剤の接着領域外部への流出を防止できる。また、透明部材に斜めに入出射する光ノイズを遮光することもできる。
【００１２】
また、前記透明部材の前記接着面には、前記導体配線の形状に相似且つより大きな形状の開口を有する溝が設けられており、前記導体配線は、前記溝中に埋設して形成されている構成としてもよい。
【００１３】
このような構成とすることにより、透明部材表面の導体配線は溝の中に埋設して配置される。そのために製造工程中の取り扱い時に他の部材や治工具との接触で生じる導体配線の傷や断線を防止でき、歩留りよく光学デバイス装置を生産することができる。
【００１４】
また、上記構成において、前記透明部材の前記接着面とは反対側の面上に、レンズホルダーにレンズが取り付けられたレンズモジュールをさらに有し、前記レンズの光軸は、前記光学素子の前受光領域または発光領域の光軸と実質的に一致していてもよい。ここで実質的に一致しているとは、組立の精度範囲内での一致であり実用的に支障のない程度をいう。
【００１５】
このような構成とすることにより、レンズモジュールを配置しても電子機器に対して非常に薄型に実装可能な光学デバイス装置を実現できる。さらに、透明部材は、例えばガラス基板を用いることで良好な平坦面を容易に確保できるので、レンズモジュールの取付け時の調整が簡単で、かつ高精度にできる。この結果、取付け後の調製もほとんど不要となり、製造工程も大幅に簡略化できる。
【００１６】
さらに、本発明の光学デバイスモジュールは、上記記載の光学デバイス装置と、第１の基材を有しており、前記光学デバイス装置を実装する第１の実装基板とを備え、前記第１の基材には、前記光学素子より大きな形状で、かつ深さが前記光学素子の厚みより大きい凹部と、前記凹部の周囲に配置された第１の基板端子と、該第１の基板端子と外部の回路とを電気的に接続する第１の基板配線とが一つの面に設けられており、前記凹部には前記光学素子の少なくとも一部が納められており、前記第１の基板端子は、前記外部接続用電極に対向する位置に配置されているとともに該外部接続用電極と接合されている構成からなる。
【００１７】
このような構成とすることにより、軽量で、薄型・小型、かつ第１の実装基板の背面から入射する光等による光ノイズ耐性に優れた光学デバイスモジュールを実現できる。さらに、レンズモジュールが取り付けられた光学デバイス装置を用いる場合には、実装基板に実装した状態でも非常に薄型のモジュール構成を実現できる。
【００１８】
また、本発明の別の光学デバイスモジュールは、レンズモジュールを取り付けた光学デバイス装置と、この光学デバイス装置を実装する第１の実装基板とを備え、第１の実装基板には、第１の基材に少なくとも光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）より大きな形状の開口部が設けられ、この開口部の外周領域に光学デバイス装置の突起電極の位置に対応して配置された第１の基板端子と、第１の基板端子から外部回路部に繋がる第１の基板配線とが設けられ、第１の実装基板の第１の基板端子に光学デバイス装置の外部接続用電極が接合された構成からなる。
【００１９】
このような構成とすることにより、レンズモジュールが取り付けられた光学デバイス装置を用いる場合には、実装基板に実装した状態でも非常に薄型のモジュール構成を実現できる。また、実装基板には、単に開口部を設けるだけでよいので、実装基板の作製が簡単になる。
【００２０】
また、本発明の別の光学デバイス装置は、受光領域または発光領域と電極とが光学機能面に設けられた光学素子と、前記光学機能面よりも広い接着面を有しており、前記光学素子に電気的に接続する突起電極、外部接続用電極および該突起電極と該外部接続用電極とを接続する導体配線を前記接着面に有している透明部材と、前記光学素子と前記透明部材との間に設けられ、該光学素子と該透明部材とを接着している透明接着剤とを備え、前記透明部材は、透明基材の一方の面に前記突起電極と外部接続用電極と配線導体とが、他方の面に前記外部接続用電極に対して前記透明基材を貫通して設けられた貫通電極によって電気的に接続されている裏面電極が設けられてなっており、前記光学素子の前記光学機能面と、前記透明部材の前記接着面とは対向しており、前記電極と前記突起電極とが電気的に接続されているとともに前記透明接着剤によって電気的な接続が保持されている構成からなる。
【００２１】
このような構成とすることにより、光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）を有する光学デバイス装置を中心として両面に実装基板を配置することができるので、この光学デバイス装置を用いて光学デバイスモジュールを作製した場合に、より高機能で、高密度の半導体撮像モジュールを実現できる。また、光学デバイスモジュールの設計自由度も大きくできる。
【００２２】
また、前記透明部材の前記接着面には、前記光学素子の外周に面している部分を囲む環状溝が形成されており、前記導体配線は、前記環状溝を横断して形成されていてもよい。あるいは、前記透明部材の前記接着面には、前記光学素子の外周に面している部分を囲む環状溝が形成されており、前記環状溝には遮光性材料が充填された構成としてもよい。また、前記環状溝は、開口部より底部の方が幅が狭く、該開口部と該底部とは傾斜状の側壁または階段状の側壁により繋がれている構成としてもよい。
【００２３】
このような構成とすることにより、接合された透明部材と光学素子（ＬＥＤ素子や半導体撮像素子）の隙間に充填される透明接着剤の接着領域外部への流出を防止できる。また、透明部材に斜めに入出射する光ノイズを遮光することもできる。
【００２４】
また、前記透明部材の前記接着面には、前記導体配線の形状に相似且つより大きな形状の開口を有する溝が設けられており、前記導体配線は、前記溝中に埋設して形成されている構成としてもよい。
【００２５】
このような構成とすることにより、透明部材表面の導体配線は溝の中に埋設して配置されるので、製造工程中の取り扱い時に他の部材や治工具との接触で生じる導体配線の傷や断線を防止でき、歩留りよく光学デバイス装置を生産することができる。
【００２６】
また、本発明の別の光学デバイスモジュールは、上記記載の光学デバイス装置と、第１の基材を有しており、前記光学デバイス装置を実装する第１の実装基板と、第２の基材を有しており、前記光学デバイス装置を介して前記第１の実装基板に対向して配置された第２の実装基板とを備え、前記第１の基材には、前記光学素子より大きな形状で、かつ深さが前記光学素子の厚みより大きい凹部と、前記凹部の周囲に配置された第１の基板端子と、該第１の基板端子と外部の回路とを電気的に接続する第１の基板配線とが一つの面に設けられており、前記凹部には前記光学素子の少なくとも一部が納められており、前記第１の基板端子は、前記外部接続用電極に対向する位置に配置されているとともに該外部接続用電極と接合されており、前記第２の基材には、前記光学素子の前記受光領域または発光領域以上の大きさに開口している貫通開口と、前記貫通開口の周囲に設けられた第２の基板端子と、該第２の基板端子と外部の回路とを電気的に接続する第２の基板配線とが設けられ、前記貫通開口の外縁は、前記光学素子において前記受光領域又は発光領域の外周あるいはその外側に対応する位置に置かれており、前記第２の基板端子は、前記裏面電極に対向する位置に配置されているとともに該裏面電極と接合されている構成からなる。ここで貫通開口外縁が受光領域又は発光領域の外周あるいはその外側に対応する位置に置かれているとは、貫通開口外縁が、受光領域や発光領域の外周やその外側の直上に位置していて、貫通開口を通過する光が受光領域全域に入る、あるいは発光領域から出た光が第２の基材に遮られずに貫通開口から外部に出て行くことをいう。
【００２７】
このような構成とすることにより、光学デバイス装置を中心として両面に実装基板を配置することができるので、より高機能で、高密度の光学デバイスモジュールを実現できる。また、光学デバイスモジュールの設計自由度も大きくできる。
【００２８】
また、この場合において第２の実装基板の第２の基材がフレキシブルな材料からなるものであってもよい。このような構成とすることにより、第２の実装基板は第１の実装基板と重ねて配置、もしくは折畳んで配置できる。そのために、異形空間中に自在に収納することが可能な光学デバイスモジュールを実現できる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の光学デバイス装置およびそれを用いた光学デバイスモジュールは、軽量で、薄型・小型で、かつ光学特性および品質の優れた半導体撮像装置および半導体撮像モジュールを低コストで実現できるという大きな効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。なお実施例では半導体撮像素子およびとして半導体撮像装置および半導体撮像モジュールとして説明するが、いわゆる光学素子、光学デバイス装置、光学デバイスモジュールにも適用できるのはいうまでもない。光学デバイスはイメージセンサーなどからなる受光素子またはＬＥＤなどからなる発光素子である。
【００３１】
これらの図において、それぞれの構成部材の厚みや長さ等は図面の作成上、実際の厚みや長さ等とは異なって描かれている。また、各構成部材の電極や端子の個数も実際とは異なり、図示しやすい数量としている。さらに、各構成部材の材質も下記説明の材質に限定されるものではない。
【００３２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる半導体撮像装置（光学デバイス装置）１の断面図である。図１に示す半導体撮像装置１は、透明部材４１と半導体撮像素子（光学素子）２１と透明接着剤１１１から構成されている。
【００３３】
半導体撮像素子２１は、図１６に示すようにその主面（光学機能面１０５）が撮像領域（受光領域）１５と周辺回路領域と電極領域で構成され、撮像領域内の各画素上にはマイクロレンズが形成されている。なお、周辺回路領域、電極領域およびマイクロレンズについては、図示していない。そして、マイクロレンズ上層には、電極領域内の電極３１を除く主面全体を覆って透明の低屈折率膜２３１と平坦化膜２４１との積層有機膜が形成されている。なお、これらの膜は、撮像領域１５のみに形成してもよい。そして、例えばアルミニウムや銅からなる電極３１の表面上には、例えばニッケルもしくはニッケルと金の積層膜が無電解メッキ等の方法で形成されている。なお、電極３１の表面は上記のようにニッケル等で覆わずに、アルミニウムあるいは銅のままであってもよい。
【００３４】
透明接着剤１１１は、液状もしくは半硬化状で紫外線硬化特性もしくは熱硬化特性のいずれかの特性を備えた透明樹脂からなり、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂およびポリイミド系樹脂のうちのいずれかの材料からなるものを用いることができる。なお、必ずしも、これらの材料に限定されず、透明性と接着特性を有する材料であれば使用可能である。
【００３５】
本実施の形態における半導体撮像装置１は、透明部材４１を構成する透明基材５１の一方の面に形成された突起電極７１と半導体撮像素子２１の電極３１とが接触して電気的に接続され、透明基材５１と半導体撮像素子２１との隙間に充填された透明接着剤１１１により半導体撮像素子２１と透明部材４１とが接着されて固定されている。突起電極７１は、透明基材５１の一方の面上に形成された導体配線６１の上に設けられている。すなわち、突起電極７１と半導体撮像素子２１の電極３１との電気的な接続は、半導体撮像素子２１の主面全体に透明接着剤１１１を塗布した後、突起電極７１と半導体撮像素子２１の電極３１とを位置合わせして加圧した状態で行い、透明基材５１の上面側（導体配線６１を形成していない面側）から紫外線を照射して硬化することで接続の保持を行う。なお、これにより透明基材５１と半導体撮像素子２１との接着も行われる。さらに、紫外線照射後、加熱して硬化を促進させてもよい。また、透明接着剤１１１は突起電極７１と電極３１を位置合わせした後、透明部材４１と半導体撮像素子２１の両者間を加圧しながら充填を行ない、この状態で紫外線を照射して硬化させてもよい。
【００３６】
なお、透明基材５１に配置された導体配線６１上の突起電極７１と半導体撮像素子２１の電極３１の接合については、導電性接着剤やハンダによる接続、あるいは超音波接続等の方法でも行うことができる。また、導体配線６１には、突起電極７１が設けられている位置とは異なる位置に外部接続用電極８１が設けられている。
【００３７】
以上のような構成とすることにより、軽量で、薄型・小型の半導体撮像装置１を実現できる。
【００３８】
図２は、本実施の形態の半導体撮像装置１を構成する透明部材４１を示しており、図２（ａ）は平面図で、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図１，２に示す透明部材４１は、投影面が矩形状をなす透明基材５１と、導体配線６１と、導体配線６１の両端上面に配置された突起電極７１と、外部接続用電極８１とから構成されている。なお、投影面とは透明基材５１の上面（導体配線６１を形成していない面）のことである。１０１は接着面である。
【００３９】
透明部材４１は、透明基材５１の一方の上面に複数の細長矩形状の導体配線６１を有する。さらに、導体配線６１の一方の端部上面に設けられた突起電極７１は、半導体撮像素子２１を透明基材５１の配線形成面と対向させた時に、半導体撮像素子２１の電極３１と対応する位置に配置されている。また、導体配線６１の他方の端部に設けられた外部接続用電極８１は、透明基材５１の外周領域に所定の間隔で配置されている。透明基材５１の投影面での大きさは、少なくとも半導体撮像素子２１より大きく、突起電極７１と外部接続用電極８１の高さは突起電極７１間同士または外部接続用電極８１間同士では同じ高さに形成されている。なお、突起電極７１と外部接続用電極８１間では、同じ高さでもよいし、あるいは異なる高さにしてもよい。
【００４０】
透明基材５１には中央部分に光通過領域１２が形成されている。この光通過領域１２は半導体撮像素子２１の受光領域よりも面積が広く、且つ半導体撮像装置１においては、半導体撮像素子２１の受光領域の垂直上方の領域全てを覆っている。具体的には、突起電極７１に囲まれた領域であって、透明基材５１の面の中央部側における導体配線６１の先端同士を結んだ領域である。なお、図２においては図を見やすくするために、光通過領域１２を実際よりも小さめに領域の内側に描いている。
【００４１】
なお、透明基材５１は、パイレックス(登録商標)やテレックス等の硬質ガラス、石英、アルミナガラス、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂等であって、少なくとも可視光に対して透明であれば、いずれの材料を用いてもよい。また、導体配線６１は、一般的に蒸着やメッキ、あるいは印刷等により形成するものであり、回路基板等の配線材料として通常用いられるものであれば特に制約なく用いることができる。例えば、銅、ニッケル、金、アルミニウム等の単体構成、あるいはこれらの積層構成を用いることができる。また、突起電極７１と外部接続用電極８１とは、一般にメッキプロセスやワイヤバンプ法により形成し、その材料としては例えば金、銅、あるいは銅の表面に金薄膜を形成したものを用いることができる。ただし、これらの材料および形成法に限定されることはない。
【００４２】
（第２の実施の形態）
図３は、第２の実施の形態の半導体撮像装置２の断面図を示す。図３に示す半導体撮像装置２は、第１の実施の形態の半導体撮像装置１に対して透明部材４２の形状が異なることが特徴であり、その他の部分は第１の実施形態と同じである。すなわち、本実施形態の半導体撮像装置２は、透明部材４２の形状が以下のような構成からなる。透明部材４２は、その中央部の半導体撮像素子２１を搭載する領域より外周に環状溝２６２を備えた透明基材５２と、導体配線６２と、導体配線６２の両端部にそれぞれ配置された突起電極７２と外部接続用電極８２とから構成されている。
【００４３】
透明基材５２の一方の面には、その横断面部の側壁が傾斜状である環状溝２６２が形成されている。即ち、環状溝２６２の開口幅の方が底部分の幅よりも大きく形成されているので横断面において側壁が傾斜状となって開口部と底部とを繋いでいる。なお、図３（ｂ）に示すように、環状溝２６５の横断面における側壁形状は、階段状であっても構わない。導体配線６２は、この環状溝２６２を横断するように環状溝２６２の内壁面を含めて形成されている。
【００４４】
本実施形態の半導体撮像装置２は、透明接着剤１１１が半導体撮像素子２１と透明部材４２との間の隙間領域からその外側に流れ出ても、環状溝２６２に流れ込んでこの部分でせき止められる。したがって、外部接続用電極８２を、半導体撮像装置２において半導体撮像素子２２の近傍となるように配置しても、外部接続用電極８２に透明接着剤１１１が付着することがなくなる。その他の効果は第１の実施形態と同じである。これにより、半導体撮像モジュールを作製するときの歩留まりを改善でき、かつ全体をさらに小型化することができる。
【００４５】
（第３の実施の形態）
図４は、第３の実施の形態の半導体撮像装置３の断面図を示す。図４に示す半導体撮像装置３は、第１の実施の形態の半導体撮像装置１に用いた透明部材４１に対して、遮光剤２７３が一部に充填された透明部材４３を用いていることが特徴であり、その他の部分は第１の実施形態と同じである。すなわち、本実施形態の半導体撮像装置３は、透明部材４３と、半導体撮像素子２１と、透明接着剤１１１とで構成されていて、透明部材４３は、投影面が矩形状をなして中央部にあらかじめ遮光剤２７３が充填された環状溝２６３を備えた透明基材５３と、導体配線６３と、導体配線６３の両端部に配置された突起電極７３と外部接続用電極８３とから構成されている。
【００４６】
透明部材４３は、透明基材５３の一方の面に搭載される半導体撮像素子２１の搭載領域の外周に横断面において側壁が傾斜状の環状溝２６３が形成され、この環状溝２６３の内部には黒色顔料等の遮光性を有する物質が配合された遮光剤２７３が充填されている。即ち、環状溝２６３の開口幅の方が底部分の幅よりも大きく形成されているので横断面において側壁が傾斜状となって開口部と底部とを繋いでいる。なお、図４（ｂ）に示すように、環状溝２６６の横断面における側壁形状は、階段状であっても構わない。そして、導体配線６３は、この環状溝２６３を埋めている遮光剤２７３の上面を含めて環状溝２６３を横断するように形成されている。ただし、遮光剤２７３によって環状溝２６３を埋める前に、導体配線６３を、第２の実施形態の透明部材４２と同じように環状溝２６３の内壁面の沿って横断するように形成した後、遮光剤２７３を充填してもよい。
【００４７】
このような構成とすることにより、フレア防止を簡単な構成で行うことができる。また、第１の実施の形態の半導体撮像装置１と同様に軽量で、薄型・小型の半導体撮像装置３を実現できる。
【００４８】
（第４の実施の形態）
図５は、第４の実施の形態の半導体撮像装置４の断面図を示す。図５に示す半導体撮像装置４は、半導体撮像素子２１の側壁の撮像面側の部分および半導体撮像素子２１と透明部材４１との接着部分を取り囲むように遮光剤２７４を設けていることが特徴であり、その他の部分は第１の実施形態と同じである。すなわち、本実施形態の半導体撮像装置４は、透明部材４１と、半導体撮像素子２１と、透明接着剤１１１および遮光剤２７４とで構成されている。なお、本実施形態の半導体撮像装置４を構成する透明部材４１、半導体撮像素子２１および透明接着剤１１１の構成と材質等については、第１の実施の形態の半導体撮像装置１と同じであるので、ここでは説明を省略する。
【００４９】
本実施形態の半導体撮像装置４は、半導体撮像素子２１の側面の一部を含めて透明部材４１と半導体撮像素子２１との接着部分の周りに、例えば熱硬化型の遮光剤２７４によって遮光壁が形成されている。なお、この遮光剤２７４により、遮光によるフレア特性の改善ができるだけでなく、半導体撮像素子２１と透明部材４１との接着強度の改善もできる。この結果、フレア防止および信頼性に優れ、軽量で薄型、小型の半導体撮像装置４を実現できる。
【００５０】
（第５の実施の形態）
図６は、第５の実施の形態の半導体撮像装置５の断面図を示す。図６に示す半導体撮像装置５は、半導体撮像素子２１の撮像領域を取り囲むように遮光剤２９５を形成していることが特徴であり、その他の部分は第１の実施形態と同じである。すなわち、本実施形態の半導体撮像装置５は、透明部材４５と、半導体撮像素子２１と透明接着剤１１１とで構成されている。この透明部材４５には、半導体撮像素子２１の撮像素子が形成されている撮像領域に対応する領域の透明基材５５上に、当該領域を取り囲むように遮光剤２９５による遮光部分が形成されていることが特徴である。
【００５１】
この遮光剤２９５による遮光部分は、透明部材４５に導体配線６５、突起電極７５および外部接続用電極８５を形成する工程、あるいはこれらの形成工程後に形成する。例えば、可視光に不透明の樹脂材料を塗布し、フォトレジストをこの上に塗布し、露光プロセスと現像プロセスによりフォトレジストの所定のパターン形状を得た後、塗布した樹脂材料を、フォトレジスト膜をマスクにしてエッチングすることで、高精度の遮光部分パターンが容易に得られる。
【００５２】
このような構成とすることにより、フレア防止および信頼性に優れ、軽量で薄型、小型の半導体撮像装置５を実現できる。
【００５３】
（第６の実施の形態）
図７は、第６の実施の形態の半導体撮像装置６の断面図を示す。図７に示す半導体撮像装置６は、透明部材４６の一方の面に配置された導体配線６６の端部に形成されている外部接続用電極８６を、ハンダボールを用いて形成した構成を特徴とし、その他の部分は第１の実施形態と同じである。この透明部材４６に用いる透明基材５６の材料等については、第１の実施の形態の透明基材５１と同じものを用いることができる。また、導体配線６６の一方の端部には、突起電極７６も形成されている。
【００５４】
このようにハンダボールを用いた構成とすることで、半導体撮像モジュールを構成するために、実装基板へ半導体撮像層値を実装する場合に実装が容易で、かつ歩留まりよく製造することができる。
【００５５】
（第７の実施の形態）
図８は、第７の実施の形態の半導体撮像装置に用いられる透明部材４７を示す。図８（ａ）は平面図で、図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００５６】
図８に示すように、本実施形態の半導体撮像装置に用いる透明部材４７は、投影面が矩形状をなしており、一方の面に配置される導体配線６７より大きく且つ導体配線６７と相似形状の溝１０７を備えた透明基材５７と、溝１０７の底面に配置された導体配線６７と、導体配線６７の両端部に配置された突起電極７７と外部接続用電極８７とで構成されていることが特徴である。溝１０７は導体配線６７よりも大きいので、その底面に導体配線６７を配置すると導体配線６７が溝１０７の中に全て入り込んでしまうことになる。
【００５７】
透明部材４７は、透明基材５７の一方の上面に配置される導体配線６７と、これらの導体配線６７がその底面に配置される溝１０７とを有している。そして、導体配線６７の一方の端部の突起電極７７は、半導体撮像素子上の電極と対応する位置に配置されており、導体配線６７の他方の端部の外部接続用電極８７は透明基材５７の外周領域に所定の間隔で配置されている。１０２は接着面である。
【００５８】
透明基材５７には中央部分に光通過領域１３が形成されている。この光通過領域１３は半導体撮像素子２１の受光領域よりも面積が広く、且つ半導体撮像装置においては、半導体撮像素子２１の受光領域の垂直上方の領域全てを覆っている。具体的には、突起電極７１に囲まれた領域であって、透明基材５７の面の中央部側における溝１０７の先端同士を結んだ領域である。なお、図８においては図を見やすくするために、光通過領域１３を実際よりも小さめに領域の内側に描いている。
【００５９】
このような構成の透明部材４７を用いた半導体撮像装置は、導体配線６７の断線を防止でき、より信頼性に優れ、かつ軽量で、薄型・小型とすることができる。この結果、半導体撮像モジュールとしても高信頼性で、しかも軽量で、薄型・小型とすることができる。
【００６０】
（第８の実施の形態）
図９は、本発明の第８の実施の形態にかかる半導体撮像モジュール（光学デバイスモジュール）１１の断面図である。本実施の形態の半導体撮像モジュール１１は、第１の実施の形態で説明した半導体撮像装置１を用いて第１の実装基板１２１に実装した構成からなる。
【００６１】
第１の実装基板１２１は、第１の基材１３１の一方の面に、少なくとも半導体撮像素子２１より大きな形状で、かつ深さが半導体撮像素子２１の厚みより大きい凹部１４１を有する。凹部１４１には半導体撮像素子２１がほぼ全て納められている。そして、この凹部１４１の周囲には、複数の第１の基板配線１６１が形成されている。また、第１の基板配線１６１の一方側の端部に存する第１の基板端子１５１は、半導体撮像装置１の透明部材４１に設けられた外部接続用電極８１と対応する位置に配置されている。第１の基板配線１６１の他方側の端部は、第１の基材１３１の周辺部に所定の間隔で配置されている。
【００６２】
第１の基材１３１は、例えばガラスエポキシ樹脂、アラミド不織布、ポリイミド樹脂、各種セラミック、表面に絶縁被膜を備える金属板のうちのいずれかの材料を用いることができる。
【００６３】
本実施の形態の半導体撮像モジュール１１は、以下のようにして作製することができる。すなわち、第１の実装基板１２１を構成する第１の基材１３１の一方の面の凹部１４１に、半導体撮像装置１の外部接続用電極８１が第１の基材１３１に形成された第１の基板端子面１５１に接触する位置まで半導体撮像装置１の半導体撮像素子２１を挿入する。この状態で、透明部材４１の外部接続用電極８１と第１の基材１３１の第１の基板端子１５１とを位置合わせする。そして、両者間を加熱、加圧して電気的な接合と機械的な接着を行う。なお、両者間の接合は、ハンダ接合や熱硬化型導電接着剤等でも可能である。
【００６４】
上記の構成とすることで、軽量で、薄型・小型の半導体撮像モジュール１１を実現できる。
【００６５】
なお、第２から第７の実施の形態において説明した半導体撮像装置と第１の実装基板１２１を用いても、上記と同様な半導体撮像モジュールを構成することができる。なお、これらについての説明は省略する。
【００６６】
（第９の実施の形態）
図１０は、本発明の第９の実施の形態にかかる半導体撮像装置（光学デバイス装置）８の断面図である。本実施の形態の半導体撮像装置８は、投影面が矩形状をなす透明部材４８と、半導体撮像素子２８と、透明接着剤１１８とで構成されている。
【００６７】
透明部材４８は、透明基材５８の一方の上面に導体配線６８を有している。そして、導体配線６８の一方の端部の突起電極７８は、半導体撮像素子２８の電極３８と対応する位置に配置されている。また、導体配線６８の他方の端部の外部接続用電極８８は、透明基材５８の外周領域に所定の間隔で配置されている。そして、これらの外部接続用電極８８は、透明基材５８に設けられた貫通電極９８に接続されており、この貫通電極９８を介して透明基材５８の反対面に設けられた２次実装用の裏面電極２２８に接続されている。
【００６８】
また、透明部材４８の投影面での大きさは、少なくとも半導体撮像素子２８より大きく、突起電極７８と外部接続用電極８８の高さは突起電極７８間同士または外部接続用電極８８間同士では同じ高さに形成されている。ただし、これらの電極間では、同じ高さとしてもよいし、あるいは異なる高さにしてもよい。
【００６９】
なお、透明基材５８は、パイレックスやテレックス等の硬質ガラス、石英、アルミナガラス、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂等で、少なくとも可視光に対して透明であれば、いずれの材料を用いてもよい。また、導体配線６８は、一般的に蒸着やメッキ、あるいは印刷等により形成し、回路基板等の配線材料として通常用いられるものであれば特に制約なく用いることができる。例えば、銅、ニッケル、金、アルミニウム等の単体構成、あるいはこれらの積層構成を用いることができる。また、突起電極７８と外部接続用電極８８とは、一般にメッキプロセスやワイヤバンプ法により形成し、その材料としては例えば金、銅、あるいは銅の表面に金薄膜を形成したものを用いることができる。ただし、これらの材料および形成法に限定されることはない。
【００７０】
さらに、貫通電極９８は、一般に蒸着、メッキあるいは印刷による埋め込み方式で形成することができる。このための材料としては、金、銅あるいはその他の一般に蒸着等で用いられる金属材料、または印刷で用いられる導電性ペースト等の材料を用いることができる。
【００７１】
これら導体配線６８、突起電極７８、外部接続用電極８８および裏面電極２２８の形成は、例えばスパッタリングにより上記の金属膜を形成した後、フォトリソグラフィープロセスを用いて導体配線６８を形成し、さらにその後導体配線６８の両端部のみ電解メッキで所定の高さの突起電極７８、外部接続用電極８８および突起状の裏面電極２２８を形成する方法でもよい。
【００７２】
なお、半導体撮像素子２８は、主面が撮像領域（図示せず）と周辺回路領域（図示せず）と電極領域（図示せず）で構成され、撮像領域内の各画素上にはマイクロレンズ（図示せず）が形成されている。そして、マイクロレンズ上層には、電極領域内の電極３８を除く主面全体を覆うように透明の低屈折率膜２３８と平坦化膜２４８の積層有機膜が形成されている。なお、これらの膜は、撮像領域のみに形成してもよい。そして、例えばアルミニウムや銅からなる電極３８の表面上には、例えばニッケルもしくはニッケルと金の積層膜が無電解メッキ等の方法で形成されている。なお、電極３８の表面は上記のようにニッケル等で覆わずに、アルミニウムのままであってもよい。
【００７３】
透明接着剤１１８は、液状もしくは半硬化状で紫外線硬化特性もしくは熱硬化特性のいずれかの特性を備えた透明樹脂からなり、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂およびポリイミド系樹脂のうちのいずれかの材料からなるものを用いることができる。なお、必ずしも、これらの材料に限定されず、透明性と接着特性を有する材料であれば使用可能である。
【００７４】
本実施の形態における半導体撮像装置８は、透明部材４８を構成する透明基材５８の一方の上面に形成された突起電極７８と電極３８とが接触して電気的に接続され、透明基材５８と半導体撮像素子２８との隙間に充填された透明接着剤１１８で接着されて固定されている。すなわち、突起電極７８と電極３８の電気的な接続は、半導体撮像素子２８の主面全体に透明接着剤１１８を塗布した後、突起電極７８と電極３８を位置合わせして加圧した状態で行い、透明基材５８の裏面側（導体配線６８を形成していない面側）から紫外線を照射して硬化することで接続を保持するようにする。なお、これにより透明基材５８と半導体撮像素子２８との接着も行われる。さらに、紫外線照射後、加熱して硬化を促進してもよい。また、透明接着剤１１８は突起電極７８と電極３８を位置合わせした後、透明部材４８と半導体撮像素子２８の両者間を加圧しながら充填を行ない、この状態で紫外線を照射して硬化させてもよい。
【００７５】
なお、透明基材５８に配置された導体配線６８上の突起電極７８と半導体撮像素子２８の電極３８の接合については、導電性接着剤やハンダによる接続、あるいは超音波接続等の方法でも行うことができる。
【００７６】
このような構成にすることで、透明部材４８の半導体撮像素子２８を搭載した面とは反対側の透明部材４８の面にも他の実装基板を搭載することが可能になる。したがって、半導体撮像モジュールの機能の高密度化を実現できるだけでなく、そのための設計自由度も向上できる。さらに、軽量で、薄型・小型の半導体撮像装置８を実現できる。
【００７７】
（第１０の実施の形態）
図１１は、第１０の実施の形態の半導体撮像装置９の断面図である。本実施形態の半導体撮像装置９は、第９の実施の形態の半導体装置８に用いられている透明部材４８の突起状の裏面電極２２８を平面上の裏面電極２５９に変更したことを特徴とする。その他の構成と材質は、第９の実施の形態の半導体撮像装置８と同じである。従ってここでの詳細な説明は省略する。このような構成としてもよい。
【００７８】
なお、第９の実施の形態の半導体撮像装置８および第１０の実施形態の半導体撮像装置９についても、第２から第７の実施の形態で説明した構成を透明部材にそれぞれ適用してもよい。このような構成を適用することで、第１の実施の形態で説明したのと同様な効果を得ることができる。
【００７９】
（第１１の実施の形態）
図１２は、本発明の第１１の実施の形態にかかる半導体撮像モジュール（光学デバイスモジュール）１８の断面図である。図１２に示す本実施の形態の半導体撮像モジュール１８は、第９の実施の形態で説明した半導体撮像装置８を用いて、第１の実装基板１２８と第２の実装基板１７８にそれぞれ実装した構成からなる。
【００８０】
第１の実装基板１２８は、第１の基材１３８の一方の面に、少なくとも半導体撮像素子２８より大きな形状で、かつ深さが半導体撮像素子２８の厚みより大きい凹部１４８を有する。そして、この凹部１４８の周辺部には、複数の第１の基板配線１６８が形成されている。また、第１の基板配線１６８の一方側の第１の基板端子１５８は、半導体撮像装置１８の透明部材４８に設けられた外部接続用電極８８と対応する位置に配置されている。第１の基板配線１６８の他方側の端部は、第１の基材１３８の周辺部に所定の間隔で配置されている。
【００８１】
第１の基材１３８は、例えばガラスエポキシ樹脂、アラミド不織布、ポリイミド樹脂、各種セラミック、表面に絶縁被膜を備える金属板のうちのいずれかの材料を用いることができる。
【００８２】
第２の実装基板１７８は、第２の基材１８８の一方の面に貫通した形状の貫通開口１９８を有し、かつこの貫通開口１９８の周辺部には第２の基板配線２１８が形成されている。そして、第２の基板配線２１８の一方側に設けられている第２の基板端子２０８は、半導体撮像装置８の透明部材４８に形成された裏面電極２２８と対応する位置に配置されている。また、第２の基板配線２１８の他方側の端部は、第２の基材１８８の周辺部に所定の間隔で配置されている。さらに、第２の基材１８８の貫通開口１９８の開口寸法は、投影面積が少なくとも半導体撮像素子２８の撮像領域以上の寸法を備えた構成としている。つまり、貫通開口１９８を通過して入ってきた光は、半導体撮像素子２８の少なくとも撮像領域全面に入射する。
【００８３】
第２の基材１８８についても、例えばガラスエポキシ樹脂、アラミド不織布、ポリイミド樹脂、各種セラミック、表面に絶縁被膜を備える金属板のうちのいずれかの材料を用いることができる。
【００８４】
本実施の形態の半導体撮像モジュール１８は、以下のようにして作製することができる。すなわち、第１の実装基板１２８を構成する第１の基材１３８の一方の面の凹部１４８に、半導体撮像装置８の外部接続用電極８８が第１の基材１３８に形成された第１の基板端子面１５８に接触する位置まで半導体撮像素子２８を挿入する。この状態で、透明部材４８の外部接続用電極８８と第１の基材１３８の第１の基板端子１５８とを位置合わせする。そして、両者間を加熱、加圧して電気的な接合と機械的な接着を行う。なお、両者間の接合は、ハンダ接合や熱硬化型導電接着剤等でも可能である。
【００８５】
つぎに、第２の実装基板１７８を構成する第２の基材１８８に形成された第２の基板端子２０８と透明部材４８の裏面電極２２８とを位置合せして接触させる。この場合に、半導体撮像装置８の半導体撮像素子２８の撮像領域が貫通開口１９８の外縁部分により遮蔽されないように位置合わせを行う。この状態で、裏面電極２２８と第２の基板端子２０８とを接合する。
【００８６】
なお、第１の実装基板１２８と半導体装置８との接合は、ハンダ接合や熱硬化型導電接着剤等で接合してもよい。また、同様の方法で半導体装置８と第１の実装基板１２８および第２の実装基板１７８とを同時に接合してもよい。
【００８７】
このような構成にすることで、高密度で、かつ軽量、薄型・小型の半導体撮像モジュール１８を実現できる。また、２枚の実装基板を備えた構造とすることで、例えば一方の実装基板を電源ラインとグランドライン用として用い、他方の実装基板を信号ライン用として分離して用いることもできる。図１０に示したような半導体撮像装置８を用いてこのような構成とする場合には、第１の実装基板１２８の配線導体１６８と第２の実装基板１７８の配線導体２１８とを、それぞれ異なる配線パターンとすればよい。例えば、半導体撮像装置８のグランドラインの裏面電極端子２２８に、第２の実装基板１７８のグランドラインの導体配線２１８を接続する場合には、これに対応する外部接続用電極８８に接続するような導体配線１６８を形成しないようにしておけばよい。このようにすることで、第１の実装基板１２８および第２の実装基板１７８のそれぞれの導体配線１６８、２１８のパターン設計により自由にグランドラインや電源ラインを分離して接続することができる。
【００８８】
なお、外部接続用電極８８と裏面電極２２８とは、透明部材４８を形成する工程においてあらかじめ互いに電気的に分離するように形成してもよい。このような配線構成も本願発明の範囲に含まれる。
【００８９】
（第１２の実施の形態）
図１３は、第１２の実施の形態の半導体撮像モジュール１９の断面図である。本実施形態の半導体撮像モジュール１９は、第１０の実施の形態の変形例の半導体撮像装置９を用いて作製したことを特徴とする。本実施形態の半導体撮像モジュール１９は、フレキシブルな第２の実装基板１７９を用いた構成としたことを特徴としているが、これら以外は第１１の実施形態と同じである。
【００９０】
この第２の実装基板１７９は、第２の基材１８９にポリイミド系樹脂やポリエステル系樹脂を使用してフレキシブルな形態にした構成からなる。第２の実装基板１７９は、第２の基材１８９の一方の面に貫通した形状の貫通開口１９９を有し、かつこの貫通開口１９９の周辺部には第２の基板配線２１９が形成されている。そして、第２の基板配線２１９の一方側に設けられている第２の基板端子２０９は、半導体撮像装置９の透明部材４９に形成された裏面電極２５９と対応する位置に配置されている。また、第２の基板配線２１９の他方側の端部は、第２の基材１８９の周辺部に所定の間隔で配置されている。さらに、第２の基材１８９の貫通開口１９９の開口寸法は、投影面積が少なくとも半導体撮像素子２８の撮像領域以上の寸法を備えた構成としている。
【００９１】
その他の構成と材質は、第１１の実施の形態の第２の実装基板１７８と同じである。従って、ここでの詳細な説明は省略する。
【００９２】
このような構成にすることで、本実施形態の半導体撮像モジュール１９は２枚の実装基板を備えた構造となり、例えば一方の実装基板を電源ラインとグランドライン用とし、他方の実装基板を信号ライン用として分離することができる。さらに、第２の実装基板１７９にフレキシブルな材質を用いることで、電子機器に収納するための収納スペースの自由度を大きくできる。また、軽量で、薄型・小型の半導体撮像モジュール１９も実現できる。
【００９３】
なお、第１１および第１２の実施の形態において説明した半導体撮像装置８および変形例の半導体撮像装置９についても、第２から第７の実施の形態で説明した構成を透明部材にそれぞれ適用し、これらを用いて第１１および第１２の実施の形態で説明した第１の実装基板および第２の実装基板を用いて半導体撮像モジュールを作製してもよい。
【００９４】
（第１３の実施の形態）
図１４は、本発明の第１３の実施の形態にかかる半導体撮像装置１０の構成を示す断面図である。本実施の形態の半導体撮像装置１０は、第１の実施の形態で説明した半導体撮像装置１の透明部材４１の一方の面に対向する他方の面上に、レンズホルダー３０２にレンズ３０１が取り付けられたレンズモジュール３００をさらに設けたことが特徴である。このレンズモジュール３００は、レンズ３０１が半導体撮像素子２１の撮像領域に対して光軸を合わせて取り付けられている。なお、レンズモジュール３００は、鏡筒３０３と、この鏡筒３０３の内部に設けられたレンズホルダー３０２と、レンズホルダー３０２に固定されているレンズ３０１とを含み構成されている。このレンズモジュール３００は、固定焦点型であり、例えば携帯電話等に用いられるものである。
【００９５】
本実施の形態では、透明部材４１の透明基材５１として、例えばガラス基板を用いればレンズモジュール３００を取り付けるときの光軸合せ等を簡単な工程で行い接着固定することができる。すなわち、透明基材５１であるガラス基板上には、半導体撮像素子２１を、その撮像領域がガラス基板と平行に高精度で実装することができる。また、ガラス基板は非常に平坦性が良好であるので、レンズモジュール３００を高精度の平行度を保持して貼りつけることができる。同時に、光軸の位置合せも簡単にできる。このような構成とすることにより、レンズモジュール３００まで装着した状態であっても、全体が薄型の半導体撮像装置１０を実現できる。
【００９６】
なお、第２から第７の実施の形態において説明した半導体撮像装置の他方の面上に、本実施の形態と同様にレンズモジュール３００を取り付けてもよい。
【００９７】
（第１４の実施の形態）
図１５は、図１４に示した半導体撮像装置１０を用いて、第１の実装基板１２１に実装して構成する半導体撮像モジュール２０の断面図である。第１の実装基板１２１は、第８の実施の形態で説明したものと同じものを用いているので説明を省略する。また、本実施の形態の半導体撮像モジュール２０を作製する工程は、第８の実施の形態で説明した工程と同じにすることができるので、製造工程についても説明を省略する。
【００９８】
このような半導体撮像モジュール２０は、レンズモジュール３００を簡単な工程で、かつ高精度に取り付けられる。さらに、半導体撮像素子２１が第１の実装基板１２１の凹部１４１に埋め込まれていること、および外部接続用電極と第１の実装基板１２１の第１の基板端子１５１との接続をフリップチップ方式で行っていることにより、レンズモジュール３００を取り付けた状態であっても従来の構成に比べて薄型にすることができる。このため、例えば携帯電話等のように薄型が要求される分野では特に大きな効果を奏する。
【００９９】
さらに、本実施の形態では第１の実装基板１２１には凹部１４１を設け、この凹部１４１に半導体撮像素子２１を挿入する構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１の基材に少なくとも半導体撮像素子より大きな形状の開口部が設けられ、この開口部の外周領域に半導体撮像装置の突起電極の位置に対応して配置された第１の基板端子と、第１の基板端子から外部回路部に繋がる第１の基板配線とが設けられた第１の実装基板を用いてもよい。本実施の形態の半導体撮像装置１０を、このような形状の第１の実装基板に実装して半導体撮像モジュールを構成してもよい。
【０１００】
なお、レンズモジュールにモータあるいはセンサ等が取り付けられている場合には、第３の実施の形態で説明した貫通電極が設けられた透明部材を用いた半導体撮像装置の透明基材の他方の面上にレンズモジュールを取り付けてもよい。この場合には、レンズモジュールのモータ等の電気部品の電極端子と裏面電極とを、例えばハンダ付け等により接続してもよい。そして、裏面電極と設定された外部接続用電極とを貫通電極により接続すれば、第１の実装基板に形成された回路によりモータ等を制御することもできる。
【０１０１】
また、上述の実施の形態中、受光領域は実施の形態１の図２，８のみに示されているが、全ての実施の形態及び変形例に係る透明部材に受光領域は存している。受光領域は突起電極に囲まれた領域であって、透明基材の面の中央部側における導体配線の先端を結んだ領域である。
【０１０２】
また、上述の実施の形態において、半導体撮像素子の代わりにＬＥＤ素子を用いてもよい。その他の受光又は発光を行う光学素子を光学撮像素子の代わりに使用しても構わない。この場合、透明部材や第１及び第２の実装基板の構造や機能は上記の実施の形態に記載された透明部材や第１及び第２の実装基板の構造や機能と同じである。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
以上説明したように、本発明に係る半導体撮像装置は、透明部材に形成した導体配線に設けた突起電極と半導体撮像素子の電極とをフリップチップ方式で接続した構成からなっており、この半導体撮像装置を用いて構成した半導体撮像モジュールは、半導体撮像素子を第１の実装基板の凹部に挿入する構造としているので、軽量で、かつ薄型・小型の半導体撮像モジュールを実現でき、携帯電話やディジタルカメラ等の半導体撮像素子を用いる電子機器分野等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】第１の実施の形態にかかる半導体撮像装置の断面図
【図２】（ａ）は同実施の形態の半導体撮像装置を構成する透明部材の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図
【図３】（ａ）第２の実施の形態の半導体撮像装置の断面図、（ｂ）は傾斜状溝の代わりに階段状溝を用いた半導体撮像装置の一部の断面図
【図４】（ａ）第３の実施の形態の半導体撮像装置の断面図、（ｂ）は傾斜状溝の代わりに階段状溝を用いた半導体撮像装置の一部の断面図
【図５】第４の実施の形態の半導体撮像装置の断面図
【図６】第５の実施の形態の半導体撮像装置の断面図
【図７】第６の実施の形態の半導体撮像装置の断面図
【図８】（ａ）は第７の実施の形態にかかる半導体撮像装置を構成する透明部材の形状の平面図で、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図
【図９】第８の実施の形態にかかる半導体撮像モジュールの断面図
【図１０】第９の実施の形態にかかる半導体撮像装置の断面図
【図１１】第１０の実施の形態の導体撮像装置の断面図
【図１２】第１１の実施の形態にかかる半導体撮像モジュールの断面図
【図１３】第１２の実施の形態の半導体撮像モジュールの断面図
【図１４】第１３の実施の形態にかかる半導体撮像装置の構成を示す断面図
【図１５】第１４の実施の形態の半導体撮像モジュールの断面図
【図１６】半導体撮像素子の断面図
【符号の説明】
【０１０５】
１，２，３，４，５，６，８，９，１０        半導体撮像装置
１１，１８，１９，２０                      半導体撮像モジュール
１２，１３                                  光通過領域
１５                                        撮像領域
２１，２８                                  半導体撮像素子
３１，３８                                  電極
４１，４２，４３，４５，４６，４７，４８    透明部材
５１，５２，５３，５５，５６，５７，５８    透明基材
６１，６２，６３，６５，６６，６７，６８    導体配線
７１，７２，７３，７５，７６，７７，７８    突起電極
８１，８２，８３，８５，８６，８７，８８    外部接続用電極
９８                                        貫通電極
１０２，１０３                              接着面
１０５                                      光学機能面
１０７                                      溝
１１１，１１８                              透明接着剤
１２１，１２８                              第１の実装基板
１３１，１３８                              第１の基材
１４１，１４８                              凹部
１５１，１５８                              第１の基板端子
１６１，１６８                              第１の基板配線
１７８，１７９                              第２の実装基板
１８８，１８９                              第２の基材
１９８，１９９                              貫通開口
２０８，２０９                              第２の基板端子
２１８，２１９                              第２の基板配線
２２８                                      裏面電極
２３１，２３８                              低屈折率膜
２４１，２４８                              平坦化膜
２５９                                      裏面電極
２６２，２６３，２６５，２６６              環状溝
２７３，２７４，２９５                      遮光剤
３００                                      レンズモジュール
３０１                                      レンズ
３０２                                      レンズホルダー
３０３                                      鏡筒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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